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高中化學五大平衡常數總結
高中化學五大平衡常數總結
更新时间:2024-10-01 20:24:05

高中化學五大平衡常數總結(高中化學知識講解)1

―、錯誤理解溶解度與都隻受溫度彩響

例1 —定溫度下,已知氣化銀的Ksp(AgCl) =1.8 ×10-10,取過量的氯化銀溶于水制成的20 mL 溶液向裡面加 入20 mL 0.1 mol/L的NaCl,求該溫度下此溶液中氯化銀溶解度為多少?

錯誤解析:認為物質的溶解度在一定溫度下是定值,直接把Ksp(AgCl) =1.8 ×10-10 。開平方得c(Ag)為 1.34 × 10-5,結合體積算出AgCl的質量.

正确解析:溶解度不隻和溫度有關,還受溶劑的種類、 是否與溶劑反應以及其中有無同離子情況有關。因為有Cl這種同離子使得AgCl此時溶解度減小,因此計算得c(Cl)為 20 ×0. 1/(20 +20)mol/L,再由 Ksp(AgCl)=c(Ag) ×c(Cl)去算出c(Ag)為 3.6×10-9 mol/L,再由c(Ag)結合體積去求算AgCl的質量•

例2下列叙述不正确的是( )

A. CaCO3能夠溶解在CO2的水溶液中

B.Mg(OH)2可溶于鹽酸,不溶于NH4C1溶液

C. AgCl可溶于氨水

D. MgSO4溶液中滴加Ba(OH)2隻得到一種沉澱

A、C兩項考慮與溶劑發生反應溶解容易排除;而B項 要考慮到Mg(OH)2溶解平衡受到NH4消耗OH而得到促進:所以答案選BD.

例3向含有AgCl(s)的飽和AgCl溶液中加水,下列叙 述正确的是( )

A. AgCl的溶解度增大

B. AgCl的溶解度、Ksp均不變

C. Ksp(AgCl)增大

D. AgCl的溶解度、Ksp均增大

隻要知道Ksp隻受溫度的影響不難選出B。

小結溶解度和溫度、溶劑的種類、性質、是否有新反應以及其中有無同離子等情況有關,而為溶度積與普通化 學平衡常數類似隻受溫度的影響.

二、錯誤理解難溶物溶解平衡達到後,溶液中離子濃度與圖像的關系

例 4 常溫下,ksp( CaSO4) = 9 × 10 -6 ,常溫下 CaSO4 在 水中的沉澱溶解平衡曲線如圖1。下列說法正确的是( )

高中化學五大平衡常數總結(高中化學知識講解)2

A.常溫下CaSO4飽和溶液中c(Ca2+)、c(SO42-)對應曲 線上任意一點

B. b點将有沉澱生成,平衡後溶液c(SO42-)一定等于 3 ×10-3 mol/L

C.d點溶液通過蒸發可以變到c點

D.a點對應的等于C點對應的Ksp

答案選D。最易誤選A項或B項,A項認為達到溶解平衡後溶液飽和了就是表示各離子溶度為曲線上的任意值,其實應c( Ca2+ )、c(SO42-)的乘積對應曲線上任意一點;B項,b點時Qc>Ksp, 将有沉澱生成,Ca2+、SO42-的濃度按相同 數值減小,通過計算得平衡後溶液c(SO42-)小于 3 ×10-3 mol/L。

三、錯誤理解難溶物的溶解度與其Ksp變化一緻

典型例證:BaSO4和Mg(OH)2兩物質,溶解度BaSO4為 2.4 × 10-4 g,Mg( OH)2 為 9 ×10-4 g,Mg( OH)2比 BaSO4的 溶解度大,溶度積Ksp ( BaSO4 ) = 1. 1 × 10-10,而 Ksp[Mg(OH)2] =1.8×10-11,Mg(OH)2的溶度積小,結合表達式就知道這與物質平衡關系式中各離子的濃度和系數都有聯系的。對同類型的難溶電解質(陰陽離子數目比相同的),如AgCl, AgBr, AgI, BaSO4等,在相同溫度下,Ksp越 大,溶解度就越大,Ksp越小,溶解度就越小。對于不同類型的 (陰陽離子數目比不相同的)如BaSO4和Mg( OH)2,溶度積小的,溶解度不一定小。

四、錯誤理解沉澱轉化

很多學生從AgNO3溶液依次加入氯化鈉溶液、溴化鈉 溶液、碘化鉀等溶液中都會出現不同顔色的沉澱,得出溶解度小的沉澱可以轉化成溶解度更小的沉澱後亂用結論。

如有入認為在有Cl和Br共同存在的溶液中,隻要 滴入AgNO3溶液,就必定先有AgBr沉澱生成! ”這種結論錯在機械運用巳有規律,沒有考慮Cl和Br的濃度。因為這 要看原溶液c(Cl)、 c(Br)的大小,因為形成沉澱必須 滿足的條件c(Ag)× c(X)>Ksp(AgX),如c(Cl)較 大,而c(Br-)較小,c(Ag) × c( Cl)>Ksp(AgCl),而c(Ag) ×c(Br)<ksp(AgBr)時,則先生成 AgCl 沉澱。

又如有入認為:同類型的電解質BaSO4與BaCO3溶解度是BaCO3較大,那麼可以在BaCO3中加入Na2SO4使 BaCO3變成BaSO4;但是BaSO4加不可能轉化成 BaCO3。這種錯誤的理解是忽略了沉澱轉化也是溶解平衡的移動造成的這個因素。既然是平衡那麼就有向正、逆兩個方 向移動的可能,其實沉澱轉化的規律應該是:沉澱容易從溶解度大的轉化成溶解度更小的,反之困難,不一定不可以。如 BaSO4用飽和Na2CO3洗可轉化成BaCO3,當然用稀Na2CO3 達不到要求.

五、常見幾種涉及計算的正誤辨析

例5 巳知 AgCl(s)

高中化學五大平衡常數總結(高中化學知識講解)3

Ag + Cl

Ag2CrO4(s)

高中化學五大平衡常數總結(高中化學知識講解)3

2Ag + CrO42-

Ksp(AgCl)=c(Agc(Cl ) =1.8 ×10-10, Ksp(Ag2CrO4) =[c(Ag)]2 •c(CrO42-)=1.9×10-12,現用 0.01 mol/L AgNO3溶液滴定 0. 01 mol/L KC1 和 0.001 mol /L K2CrO4混合溶液,通過計算完成下列問題:

(1) Cl、CrO42-誰先沉澱?

(2) 當剛出現Ag2CrO4沉澱時,溶液中Cl濃度是多少? (設混合溶液在反應中體積不變)

常見問題:解析第一個問時,有不少學生會不考慮Cl、 CrO42-兩濃度而直接比較Ksp(AgCl)與Ksp(Ag2CrO4)得出 Ag2CrO4先沉澱。

這裡他們犯的錯誤主要是忽視了AgCl、Ag2CrO4是不同類型的電解質,他們溶解度和ksp不一緻,而且Cl、CrO42-兩離子濃度也不同,這時就必須利用進行計算後看對于Cl、CrO42-離子哪個需要AgNO3的體積比較小就能達到其 就是那個先沉澱!

正确解析設混合溶液為1 L,沉澱Cl需AgNO3溶液體積為x L,沉澱CrO42-需AgNO3溶液為y L.則

(0.01 mol / L × x ) × (0. 01 mol /L ×1) = 1. 8 × 10-10 × x= 1.8 ×10-6 L

(0.01 mol /L ×y)2 × (0.001 mol /L ×1) =1.9×10-12y=4.36×10-3 L

因為xy,所以Cl先沉澱.

解析第二個問題時,常有入認為因AgCl先沉澱就會形成AgCl飽和溶液得出c(Ag)•c(Cl)=1.8×10-10因為 是AgCl飽和溶液,c( Ag) =c(Cl )對1 .8 × 10-10開平方 就得到答案了。

這裡錯誤主要以為住何難容電解質的飽和溶液中陰陽離子比和化學式的比例一樣為定值;但是這不是單一溶質的 水溶液,CrO42-的存在會影響c( Ag),隻能這樣算:

因c(Ag)]2 ×c(CrO42-)=1.9×10-12,[ c(Ag)]2 × 0.01 mol /L =1.9×10-12,c(Ag) =4.36×10-5 mol • L-1,c(Ag) ×c(Cl)=1. 8 × 10-10,4. 36 ×10-5 ×c(Cl)=1.8×10-10 ,c(Cl) =4.13 × 10-6 mol /L.

例6巳知25℃,電離常數Ka(HF) =3.6×10-4,溶度積常數ksp(CaF2) =1.46×10-10 ,現向1L 0.2 mol/L HF 溶液中加入1 L 0. 2 mol • L-1 CaCl2溶液,下列說法正确的是 ( )

A. 25 ℃ 時,0.1 mol • L-1 HF 溶液的 pH = 1

B. Ksp( CaF2)随溫度和家度的變化而變化

C. 該體系中Ksp(CaF2) =1/Ka(HF)

D.該體系中有CaF2沉澱生成

本題選D.。B、C兩項很容易排除,而A、D項主要考査運用近似計算。因Ka( HF) = 3. 6 ×10-4 ,結合離子方程式c (H) ×c(F )÷c(HF) =3.6×10-4,[c(H)]2÷[0.1 -c(H)] =3.6×10-4,這裡要把[0.1-c(H)]近似看成 0.1進行計算會發現A項不對;對于D項要注意本題是混合溶 液不要錯認為HF和CaCl2還都是0. 2 mol /L,應該都是 0.1 mol/L。結合A項的近似計算法可求c(H)=c(F) =6×10-2 c(Ca2+)× [c(F)]2>Ksp(CaF2)。

注意:溶解平衡中常用到近似計算,但要注意有選擇性 ,不然會出現錯誤的近似結果。

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